WLAN接入性能研究QC.docx

WLAN接入性能研究

中国移动通信集团安徽有限公司亳州分公司
WLAN专业QC小组
2013年1月

1 一、小组概况
（一）QC小组概况表
小组名称
WLAN专业QC小组
成立时间
2013/3/1
格 言
知识无深浅、创新无极限
课题名称
降低基站单载频耗电量
课题类型
指定型
组 长
程凡民
活动日期
2011年3月至2012年11月
课题注册
2011/3/1
小组成员
9人
注册编号
FGS-BZ-20110308　
活动频次
1次/月，出勤率100%
QC教育时间
72小时以上
小组荣誉
安徽移动亳州分公司动力QC小组成立于2011年3月5日，目前共有成员9人。本小组按照公司精细化管理工作思路，不断在工作现场寻找瓶颈。已完成的《降低局用动环监控系统误告率》、《降低基站蓄电池损坏率》等课题，均在省公司QC小组活动成果年度评审中取得了优异成绩。
表1 小组概况表（制表：李良 时间：2012年11月）

1.1 概述
1.1.1 课题背景及意义
无线局域网是无线通信技术与网络技术相结合的产物，具有灵活性、移动性等多项优势。随着WLAN技术的日益成熟，无线局域网愈发受到关注，普及面也在不断上升。
上海移动成熟的2G 移动通信系统主要为用户提供简单、可靠、便捷的语音和数据通信。3G 移动通信则使客户们能够享受到高速数据带来的互动娱乐新体验。而WLAN等无线接入技术的不断应用使数据接入更快捷，更高速，更丰富。
近年来，上海移动逐步在城市重点地区（如机场、酒店、高档写字楼、高档公寓等）建立“热点”区域，为用户提供良好的无线宽带业务。

图8.1-1 上海移动WLAN网络架构
为了增加通信市场影响力，扩大市场份额，提升规模优势，满足未来公众WLAN业务推广的需要，迎接未来多家运营商从事移动通信业务的竞争局面，今后几年的WLAN网络规模仍然会处于上升趋势，对于WLAN的规划、维护及优化难度也会相应提高。
2010年，上海将举办举世瞩目的世博会，上海移动作为世博会合作伙伴，将会为世博会提供“高质、可靠、畅通”的技术和服务，包括成熟可靠的2G、3G移动通信业务和完善的WLAN服务。届时，整个世博园区WLAN系统需要覆盖行政中心、世博村、新闻中心以及主题馆，为参展商、媒体记者、志愿者以及参观群众提供优质便捷的WLAN通信服务。
为了提升上海移动WLAN网络在用户中的满意度，更好地服务世博会，我们需要提高对WLAN的规划、维护及优化能力。而作为一种近几年开始广泛应用的技术，目前公司的维护人员对于WLAN的一些特性和维护、优化要点没有太多的经验，对WLAN也没有形成有效的优化维护规范，因此需要对WLAN的一些特性进行研究，为今后的规划、维护及优化工作提供一些参考。

1.1.2 课题研究内容
无线局域网的接入性能主要取决于两方面：网络覆盖与网络容量。两者是相互制约，同时网络容量又取决于网络覆盖。无线局域网的规划很大程度上影响了其接入性能的优劣。根据用户的需求，在网络容量与网络质量之间做出取舍，确保网络的性能达到用户的需求。
本课题的研究内容主要包括以下五个部分：
n 运营WLAN的传播特性及AP覆盖范围
n 运营WLAN的频率干扰研究及排查
n WLAN的AP间切换研究
n WLAN的负荷均衡研究
n WLAN网络承载能力、性能瓶颈及最佳性能方案

1.1.3 课题研究思路
本课题涉及的研究内容属于一个比较新的领域，我们缺乏足够的经验。因此，我们采用了理论研究和实际验证相结合的方式，通过压力测试、自由接入测试以及相关优化经验得出最后的研究成果。
所以，本课题的研究思路和进度安排计划如下：
n 开展WLAN频率干扰研究，包括内部干扰及外部干扰。对于内部干扰，通过理论研究以及相应的验证试验，研究内部干扰的成因及特性；对于外部干扰，通过验证试验以及捕捉干扰脉冲研究外部干扰的特性以及对于WLAN的干扰。最后，结合内部干扰及外部干扰的研究成果，制定AP设备干扰排查方案。
n 进行压力测试和自由接入测试，研究WLAN网络的承载能力和性能瓶颈，探究802.11a/b/g混合模式下WLAN的最优性能。
n 开展WLAN的传播特性研究及AP覆盖范围预测工作。对于WLAN的传播特性，我们采用了ITU-R P.1238-2-2001标准中建议的衰减因子模型作为理论依据，结合验证试验，得出了室内视距传播的及非视距传播环境下的大致特性，并且预测一些室内环境下AP的覆盖范围。
n 开展了WLAN的AP间切换及负荷均衡研究工作，并结合上述研究成果完成整个课题成果的总结。

图8.1-2 课题研究思路

1.2 传播特性及覆盖范围
在进行WLAN网络规划的过程中，覆盖预测是一个非常重要的环节。通过预测每个AP的覆盖范围，计算所需AP的数量。然后结合容量需求、频率干扰以及美观等各方面因素，决策AP放置的位置。
WLAN的电波的传播特性是AP覆盖预测的依据之一，选择一个合适的电波传播模型，对覆盖区内的接收信号强度进行预测。由于现网中运营的WLAN网络主要应用于室内覆盖，室外传播的实际应用未达到成熟水平。因此，本课题的研究范围仅针对WLAN的室内传播特性开展研究活动。
就无线通信的发展而言，室内无线传播是一个新的领域。它具有两个特点：覆盖距离更小以及受到环境影响更大。室内的电波传播不受气候因素限制，但是受到频率、距离、天线高度以及建筑物的类型、结构、布置、材料等多方面因素影响。其中，建筑物的内部结构及建筑材料对于无线传播的影响最大。
WLAN网络室内无线传播的空间损耗主要由两个部分组成：多径衰落及穿透损耗。其中，多径衰落是指无线电波从发射天线经过多个路径抵达接收天线的传播现象。造成多径衰落的主要原因是无线电波传播过程中，物体对电波的反射及折射。穿透损耗是指无线电波穿越了障碍物前后信号的信号强度差，损耗程度取决于建筑物的结构、厚度、材料性质、场户大小、室内陈设物品等因素。

1.2.1 设计覆盖范围的界定
802.11协议中规定了几种数据传输速率，不同的速率采用不同的调制方式。采用的调制方式取决于无线电波环境，越好的调制方式要求的最低接收灵敏度越高。其中，802.11a/g规范中定义了当采用正交调幅（64-QAM）的调制方式时，可以提供最高56Mbps的数据传输速率，而其要求的接收最低灵敏度达到了-65dBm。因此，一个AP的实际覆盖范围受到容量要求的约束。另外，集团 AP设计方案要求的边缘场强分别为-75dBm，这也是我们试验中采用的标准。
表8.2-1列出了不同要求下信号的最小接收电平。

802.11b规范定义的接收器最低接收灵敏度
1Mbps
-80dBm
2Mbps
-80dBm
5.5Mbps
-76dBm
11Mbps
-76dBm
802.11a/g规范定义的接收器最低接收灵敏度
6Mbps
-82dBm
9Mbps
-81dBm
12Mbps
-79dBm
18Mbps
-77dBm
24Mbps
-74dBm
36Mbps
-70dBm
48Mbps
-66dBm
54Mbps
-65dBm
AP设计方案要求的边缘场强
-75dBm
表8.2-1 要求的最小接收电平
1.2.2 设备常用指标
上海移动WLAN中采用的AP设备主要包括三种：国人、Moto以及联信永益。试验中我们采用的AP设备是联信永益的LXP2008，终端设备为DELL D630+Cisco外置网卡。表二和表三分别列出了相关AP及终端的参数。
厂商
型号
AP发射功率
AP天线增益
备注
国人
SGR-W500-I
（802.11b/g）
100mW/20dBm
5dBi
一般用于AP独立布点覆盖
SGR-W500-I/A
(802.11b/g)
100mW/20dBm
5dBi
一般用于AP独立布点覆盖
SGR-W500-I/A
(802.11a)
100mW/20dBm
5dBi
一般用于AP独立布点覆盖
MOTO
AP300
(802.11b/g)
100mW/20dBm
3dBi
一般用于AP独立布点覆盖
500mW/27dBm
3dBi
一般用于室内分布系统覆盖
联信永益
LXP2008
(802.11a)
50mw/17dBm
3dBi
一般用于AP独立布点覆盖
LXP2008
(802.11b/g)
100mw/20dBm
3dBi
一般用于AP独立布点覆盖
表8.2-2 相关AP参数

终端型号
终端增益
Intel wireless 3945abg
1dBi
Cisco外置网卡
1dBi
常见内置网卡的发射功率为30mw/15dBm
表8.2-3 相关终端参数

1.2.3 链路预算公式
WLAN点对点链路主要由三个主要部分组成：发射端、接收端以及射频传输通道。发射端包括了发射机、发射天线以及连接发射机与发射天线的馈线和连接头；接收端包括接收机、接收天线以及连接接收机和接收天线的馈线和连接头。射频传输通信是指电磁波从发射天线到接收天线之间的传输路径和空间。链路预算公式如下：
Pr[dBm]=Pt[dBm]+ Gt[dBi]+ Gr[dBi]- Pathloss[dB]- La[dB]- Lb[dB]（1）
其中，Pr[dBm]为终端最小接收电平；
Pt[dBm]为AP最大发射功率；
Gt[dBi]为AP发射天线增益；
Gr[dBi]为终端接收天线增益；
Pathloss[dB]为路径损耗；
La[dB]为预留冗余；
Lb[dB]为穿透损耗；
Gt[dBi]=3dBi，Gr[dBi]=1dB，La[dB]与AP、终端的放置高度以及其它客观因素有关，试验中取5dB。
根据（1）式，可以得出
Pr[dBm]= Pt[dBm]-Pathloss[dB]-1-Lb[dB] （2）
室内无线传播分为两类：视距传播（LOS）与非视距传播（OLOS）。
非视距传播时的穿透损耗Lb=Σ（Mt*Wt），Mt为分隔物的数量，Wt为该分隔物的穿透损耗；视距传播时不存在穿透损耗。
因此，视距传播时的链路预算公式为
Pr[dBm]= Pt[dBm]-Pathloss[dB]-1 （3）
非视距传播时的链路预算公式为
Pr[dBm]= Pt[dBm]-Pathloss[dB]- Σ（Mt*Wt）-1 （4）

1.2.4 穿透损耗
1.2.4.1 2.4GHz的穿透损耗
受限于发射设备与接收设备的灵敏度，误差较大。现阶段采用试验方式得出可提供的2.4G电磁波对于各种建筑材质的穿透损耗如下：
分隔类型
实测损耗值（dB）
砖墙上的窗口
1-3
金属框架的玻璃
4-7
办公室墙壁
5-7
办公室墙上的金属门
5-7
炉渣砖墙
5-7
砖墙上的金属门
10-13
与金属门邻接的砖墙
3-5
混凝土墙（250mm）
18-22
楼层阻挡
30以上
表8.2-4 2.4GHz电波的穿透损耗
1.2.4.2 5.8GHz的穿透损耗
受限于发射设备与接收设备的灵敏度，误差较大。现阶段采用试验方式得出可提供的5.8G电磁波对于各种建筑材质的穿透损耗如下：
分隔类型
损耗值（dB）
砖墙上的窗口
2-3
金属框架的玻璃
6-8
办公室墙壁
7-9
办公室墙上的金属门
7-9
炉渣砖墙
5-7
砖墙上的金属门
15-17
与金属门邻接的砖墙
5-7
混凝土墙（250mm）
24-27
楼层阻挡
30以上
表8.2-5 5.8GHz电波的穿透损耗

1.2.5 2.4GHz传播模型
1.2.5.1 衰减因子模型
ITU-R P.1238-2-2001标准规定了对于编制在频率900 MHz 到100 GHz 室内无线电通信系统和无线局域网规划的传播数据和预测方法。根据ITU-R P.1238-2-2001标准中建议，我们采用衰减因子模型作为计算路径损耗的理论依据，具体公式如下：
Pathloss[dB]= L0 +10*n*log（d/ d0 ） （5）
其中，d为传播路径，n为衰减因子，L0为参考距离空间衰减，d0为参考距离。对不同的无线环境，衰减因子n的取值有所不同，在自由空间中，路径衰减与距离的平方成正比，即衰减因子为2。在建筑物内，距离对路径损耗的影响将明显大于自由空间，取值大于2。
其中d0为1m时的空间模型损耗，根据自由空间传播模型
L=-27.6+20lg（d）+20lg（f） （6）
可得
L0=-27.6+20lg（1）+20lg（2400）=40dB
根据（5）式，我们可以得出2.4GHz的室内空间路径损耗为
Pathloss[dB]= 40+10*n*log（d） （7）
AP在2.4GHz频率上的发射功率为20dBm（Pt[dBm]=20dBm），根据（3）式及（5）式可以得出
Pr[dBm]= -21-10*n*log（d） （8）

1.2.5.2 2.4GHz频率AP覆盖范围的理论计算
由于500mwAP主要用于室内分布式系统，不用于单独布点，故只选取100mw用于单独布点的AP进行计算。表2-6是根据（8）式、表2-4以及各种速率要求计算链路损耗得到的AP覆盖范围（m）：
规范
速率
要求边缘场强
自由模型
衰减因子
n=2.5
衰减因子
n=3.0
n=2.5
（穿一堵混凝土墙）
n=3
（穿一堵混凝土墙）
802.11b
5.5M/11M
-76dBm
562.34
158.49
68.13
25.12
14.68
1M/2M
-80dBm
891.25
229.09
92.61
36.31
19.95
802.11g
54Mbps
-65dBm
158.49
57.54
29.29
9.12
6.31
48Mbps
-66dBm
177.83
63.10
31.62
10.00
6.81
36Mbps
-70dBm
281.84
91.20
42.99
14.45
9.26
24Mbps
-74dBm
446.68
131.83
58.43
20.89
12.59
18Mbps
-77dBm
630.96
173.78
73.56
27.54
15.85
12Mbps
-79dBm
794.33
208.93
85.77
33.11
18.48
9Mbps
-81dBm
1000.00
251.19
100.00
39.81
21.54
6Mbps
-82dBm
1122.02
275.42
107.98
43.65
23.26
AP设计方案
5.5M/11M
18M
-75dBm
501.19
144.54
63.10
22.91
13.59
表8.2-6 2.4GHz频率AP的覆盖范围

1.2.6 5.8GHz传播模型
1.2.6.1 衰减因子模型
ITU-R P.1238-2-2001标准规定了对于编制在频率900 MHz 到100 GHz 室内无线电通信系统和无线局域网规划的传播数据和预测方法。根据ITU-R P.1238-2-2001标准中建议，我们采用衰减因子模型作为计算路径损耗的理论依据，具体公式如下：
Pathloss[dB]= L0 +10*n*log（d/ d0 ） （5）
其中，d为传播路径，n为衰减因子，L0为参考距离空间衰减，d0为参考距离。对不同的无线环境，衰减因子n的取值有所不同，在自由空间中，路径衰减与距离的平方成正比，即衰减因子为2。在建筑物内，距离对路径损耗的影响将明显大于自由空间，取值大于2。
其中d0为1m时的空间模型损耗，根据自由空间传播模型
L=-27.6+20lg（d）+20lg（f） （6）
可得
L0=-27.6+20lg（1）+20lg（5800）=47.7dB
根据（5）式，我们可以得出5.8GHz的室内空间路径损耗为
Pathloss[dB]= 47.7+10*n*log（d） （9）
AP在5.8GHz频率上的发射功率为17dBm（Pt[dBm]=17dBm），根据（3）式及（5）式可以得出
Pr[dBm]= -31.7-10*n*log（d） （10）

1.2.6.2 5.8GHz频率AP覆盖范围的理论计算
由于500mwAP主要用于室内分布式系统，不用于单独布点，故只选取50mw用于单独布点的AP进行计算。表2-7是根据（10）式、表2-5以及各种速率要求计算链路损耗得到的AP覆盖范围（m）：

规范
速率
要求边缘场强
自由模型
衰减因子
n=2.5
衰减因子
n=3.0
n=2.5
（穿一堵混凝土墙）
n=3
（穿一堵混凝土墙）
802.11a
54Mbps
-65dBm
46.40
21.48
12.88
3.40
2.78
48Mbps
-66dBm
52.06
23.55
13.91
3.73
3.00
36Mbps
-70dBm
82.51
34.04
18.91
5.40
4.07
24Mbps
-74dBm
130.77
49.20
25.70
7.80
5.54
18Mbps
-77dBm
184.71
64.86
32.36
10.28
6.97
12Mbps
-79dBm
232.54
77.98
37.73
12.36
8.13
9Mbps
-81dBm
292.75
93.76
43.99
14.86
9.48
6Mbps
-82dBm
328.47
102.80
47.50
16.29
10.23
AP设计方案
5.5M/11M
18M
-75dBm
146.72
53.95
27.75
8.55
5.98
表8.2-7 5.8GHz频率AP的覆盖范围

1.2.7 覆盖半径实测
我们采用单独布点的联信永益LXP2008室内型AP进行覆盖半径实测，AP的2.4G模块发射功率为100mw/20dB，5.8G模块的发射功率为50mw/17dBm，天线增益均为3dBi。接收端采用Cisco外置网卡，网卡天线接受增益为1dBi。
首先，我们针对视距传播损耗进行测试。将AP与终端放置在1.5m高度，测试不同距离下终端端的信号接收电平。图2-1和图2-2为视距传播环境下2.4GHz与5.8GHz电磁波的取样点分布图。
Pr（dBm）
n=3.2
n=2.7
d（m）

图8.2-1 视距传播环境下2.4GHz的取样点分布图
n=3.0
n=2.5
Pr（dBm）
d（m）

图8.2-2 视距传播环境下5.8GHz的取样点分布图
图中的曲线是终端接收电平Pr与距离d的关系。根据（8）及（10）式，我们可以确定衰减因子n，并画出相应的曲线。
图中的黑点代表采样点。根据采样点分布，我们以95%为基准（去除测试中由于设备原因或者电平瞬时变化产生的奇点），将取样点包含在两条曲线之间，得出衰减因子区间。
工作频段
衰减因子n
2.4GHz
2.7~3.2
5.8GHz
2.5~3.0
表8.2-8 衰减因子n
1.2.8 AP无线覆盖范围
按照AP设计方案要求，AP的覆盖边缘场强为-75dBm。然而，在某些AP信号场强小于-75dBm的区域，终端仍然能够与网络通讯。因此，我们对AP真正能够达到的覆盖边缘场强进行了实测。
测试结果表明，-90dBm是AP边缘覆盖的极限最小场强。
当AP的信号场强在-75dBm至-90dBm之间时，用户的使用感受度逐渐下降。（具体体现为网络登陆时间增加、上传及下载减小）
当AP的信号场强小于-90dBm时，终端会出现掉线现象，无法与网络进行交互。当掉线之后，终端有时还会出现无法到侦测该AP信号的现象。
1.2.9 总结
我们若以-75dBm作为AP覆盖的边缘场强，通过计算得到室内AP理论覆盖范围：
协议
速率
要求边缘场强
视距传播覆盖范围
非视距传播覆盖范围
（穿透一堵混凝土墙）
802.11b/g
5.5M/11M
18M
-75dBm
48.7m至100m
11.54m至19.95m
802.11a
18M
-75dBm
27.75m至53.95m
4.07m至5.39m
表8.2-9 AP理论覆盖范围
WLAN规划过程中，在预测AP覆盖范围时，可以参考上述结论，计算所需AP数量。但是由于室内环境复杂，在规划AP数量及放置时，实地勘察非常重要。通过实地环境勘察，结合用户的容量、美观等需求，最终决定所需AP的数量以及放置位置。
1.3 干扰
1.3.1 干扰的分类
按照干扰源分类，可以将WLAN干扰分为内部干扰与外部干扰。
内部干扰来自于WLAN系统内部，为其它WLAN AP设备对网络造成的干扰，包括我公司网络内部AP造成的干扰与网外其它运营商或私人架设AP造成的干扰。
外部干扰来自于非WLAN网络系统，工作在WLAN所在频段上（2.4G、5.3G、5.8G）的射频设备，包括微波炉、蓝牙设备、数字无绳电话、视频监控系统等。尤其在2.4G频段，由于此频段为开放频段，工作在此频段上的射频设备众多，也较容易形成干扰。

图8.3-1 WLAN干扰示意图
1.3.2 WLAN干扰机制的特点
1.3.2.1 802.11的MAC层机制
WLAN所采用的802.11系列协议采用了肯定确认（positive acknowledgment）机制，所有传送出去的帧都必须得到响应，所以，无论是在数据帧还是在响应消息的传送过程中，任何环节出现丢失，数据帧都将予以重传。
由于AP将与之关联的所有终端进行通信，所以，在传输过程中会发生冲突的现象，并且由于远近效应的关系，距离AP近的终端所发射的信号会把远处其他终端的信号淹没。为此，802.11采用了CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance 载波侦听多路访问/冲突避免）机制来最大限度的避免冲突问题。
802.11具备了两种载波侦听功能：物理载波侦听（physical carrier-sensing）与虚拟载波侦听（virtual carrier-sensing）。只要其中有一个监听功能显示媒介处于忙碌状态，MAC就会将此状况汇报给较高层的协议以阻止帧的发送。
物理载波侦听功能由物理层提供，取决于所使用的媒介与调制方式。
虚拟载波侦听是由网络分配矢量（Network Allocation Vector, NAV）所提供。802.11的帧会包含一个Duration字段，用来预订一段媒体使用时间。NAV本身其实就是一个定时器，用来指定预计要占用媒介多少时间，以微秒（ms）为单位。终端会将NAV设定为预计使用媒介的时间，这包括完成整个操作必须用到的所有的帧。其它终端收到Duration字段后会将NAV的值倒数到零。只要NAV的值不为零，就代表媒介处于忙碌状态。
在试图传送任何数据之前，终端必须查看媒介是否处于闲置状态。若它处于忙碌状态，终端必须延迟访问并利用指数退避算法来避免发生冲突。退避规程启动后，当检测到NAV!=O时，则退避计时器不进行减时隙操作，NAV递减；当检测到NAV=0时，并且物理载波检测也表明信道空闲时，在等待DIFS或EIFS的空闲时间后，退避计时器开始减时隙操作，直到退避时间为0，发送数据。
1.3.2.2 干扰影响WLAN网络的原理
如果一个AP的覆盖范围内有其他工作信道重叠的AP正在工作，那么即使此干扰源AP下没有终端与之进行通讯，它还是会发出广播信标帧对网络形成干扰，如果此AP下有终端正在进行通信，那么产生的干扰就会变得更严重。
由于终端需要侦听载波，如空闲再发送，那么，如果其它同邻频AP正在工作，就会占用媒介，使终端延迟发送，造成拥塞。
如果干扰源为其它射频设备，其工作时，也会占用媒介，造成拥塞。
如果干扰电平较高，淹没了WLAN网络的信号，会造成根本无法通信的后果。
1.3.2.3 压力测试中的MOS值测试
在压力测试中，我们通过保持终端之间的距离，保证终端之间能够侦测对方的行为。在理想状态下，当这些终端接入同一个AP时，它们以自由竞争的方式占用信道的时隙。
碰撞是指在同一时间有多个数据发送，导致无线信号叠加。碰撞可能来自于同一个无线接入点内部，即当两个终端都检测到信道空闲，同时发送数据而导致碰撞。因此，如果同一个无线接入点下负荷上升时，很容易出现碰撞。碰撞导致发送站对同一个数据帧进行多次重传，并且每次重传退避时间按指数概率增长，严重占用信道资源，延迟和抖动增大，导致整个WLAN系统的性能急剧下降，表现为信道质量的下降。

图8.3-2 MOS值测试结果
随着接入终端数的增加
Ø MOS值整体呈下降趋势，但不论是平均值、最大值还是最小值，质量优劣的次序
始终是：公网bg（MOTO）>专网a（联信永益）>专网bg（联信永益）。其中，公网AP（MOTO）在质量和稳定性方面优于专网AP（联信永益），所以公网AP（MOTO）的整体MOS值优于专网AP（联信永益）。而在设备型号相同的情况下，由于a模式的信号衰减小于bg模式，所以专网a模式的MOS值优于公网bg模式。
Ø 公网bg（MOTO）始终有MOS达到4.5分的质量最好的终端，而公网（联信永益）a和公网bg的质量最好的终端MOS值有所波动且均达不到4.5这样的高分。可见达到最大接入数时，终端有时仍然能够进行优质的通信，且公网（MOTO）的AP性能优于公网（联信永益）。

1.3.3 移动内部WLAN干扰
对于移动内部WLAN网络AP造成的干扰，首先需要在设计规划时进行精心的频率规划设计，覆盖范围的估算，保证网络内部不存在频率干扰。在优化阶段，可以采用调整频率和控制覆盖范围的方法消除干扰。
1.3.3.1 802.11b/g的频率规划
802.11b和802.11g的工作频段在2.4GHz（2.410GHz-2.483GHz）。工作频率带宽为83.5MHz，划分为13个子频道，每个子频道带宽为22MHz。
13个信道的标号及所用中心频率以及频带的情况见表8.3-1：

信道标号
中心频率
信道低端/高端频率
1
2412MHz
2401/2423MHz
2
2417MHz
2411/2433MHz
3
2422MHz
2416/2438MHz
4
2427MHz
2421/2443MHz
5
2432MHz
2426/2448MHz
6
2437MHz
2431/2453MHz
7
2442MHz
2431/2453MHz
8
2447MHz
2436/2458MHz
9
2452MHz
2441/2463MHz
10
2457MHz
2446/2468MHz
11
2462MHz
2451/2473MHz
12
2467MHz
2456/2478MHz
13
2472MHz
2461/2483MHz
表3-1 802.11b/g信道分布

1、3、5、7、9、11、13号子频道分配如图8.3-3所示：

图8.3-3 802.11b/g信道频谱图
在多个频道同时工作的情况下，为保证频道之间完全不相互干扰，第一和第二旁瓣要求不受到干扰，因此理想状态下信道之间的距离要求相隔33MHz，此时为了满足上述条件，只有2个不重叠的信道。
为了增加可用信道的数量，大多数用户允许第二个旁瓣处有少量重叠部分。此时，两个信道的中心频率间隔不低于25MHz就可满足上述条件，通过牺牲一点吞吐量换取第三个信道。从上图中可以看出，在一个蜂窝区内，最多可以提供3个不重叠的频道同时工作，通常设置为1、6、11号子频道或者1、7、13号子频道，如图8.3-4所示。

图8.3-4 802.11b/g不重叠信道频谱图
但由于部分型号较老的WLAN网卡默认屏蔽12-14号频点，故不建议使用12-14号频点。
另外，由于802.11b与802.11g的调制方式不同，当占用相同带宽时，802.11g终端的吞吐量明显高于802.11b终端的吞吐量。
1.3.3.2 802.11a的频率规划
802.11a的工作频段在5.8GHz（5.725GHz-5.825GHz可用带宽为125MHz，划分为4个信道，每个信道带宽为20MHz）以及5.2GHz（5.150GHz-5.350GHz，带宽200MHz，划分为8个信道，每个信道带宽为20MHz）频段上。
频段信道的标号及所用中心频率以及频带的情况见表8.3-2：
信道
中心频率(MHz)
信道低端/高端频率
149
5745
5735/5755
153
5765
5755/5775
157
5785
5775/5795
161
5805
5795/5815
36
5180
5170/5190
40
5200
5190/5210
44
5220
5210/5230
48
5240
5230/5250
52
5260
5250/5270
56
5280
5270/5290
60
5300
5290/5310
64
5320
5310/5330
表8.3-2 802.11a信道分布
子频道分配如图8.3-5及图8.3-6所示：

图8.3-5 802.11a信道频谱图（5.8GHz）

图8.3-6 802.11a信道频谱图（5.2GHz）
由图可见802.11a频段共有12个互不干扰的信道。
在规划时需注意，由于802.11a的频率高，衰减会比802.11b/g高，相应的覆盖范围也会小些。另外，若规划区域所需频率复用度不高的话，建议相邻AP采用的信道间隔大于1个信道。
1.3.3.3 频率复用
当单个AP无法满足覆盖需求或者容量需求时，需要由多个AP组网覆盖，用以扩大覆盖范围和提高频谱利用率。为了避免由此带来的内部干扰问题，WLAN网络必然需要引入蜂窝结构。图8.3-7为801.11b/g网络一般采用的频率复用方式：

图8.3-7 801.11b/g网络频率复用方式
1.3.3.4 隐藏节点
由于WLAN采用了CSMA/CA机制，会带来一个新的问题——隐藏站点。隐藏站点问题是在无线局域网上遭遇到一个终端不能侦测一个或多终端已经被联入无线局域网的情况。当终端1和终端2处于AP的通信范围内，而终端1与终端2由于距离或者其它原因无法相互通信时，终端1相对于终端2而言就是一个隐藏站点，反之亦然。
终端1与终端2都在AP的通信范围内，同时向AP发送数据，但由于终端1并不能监听到终端2的载波，这样就造成了传输介质上的冲突，导致吞吐量下降。
如果遇到这样的问题，应首先使用测试工具定位发生问题的AP及终端。有两种方法可以解决这个问题：
1）移动终端
2）然后调整AP中的RTS/CTS设置
RTS/CTS协议的原理如图8.3-8所示：

图8.3-8 RTS/CTS协议原理图
如终端1欲向AP发送数据，必先发送RTS帧提醒AP，随后AP应答CTS，阻止在AP覆盖范围内的所有站点发送数据（但不包括终端1），当终端2收到CTS后，不向B发送数据而避免了冲突即，在AP周围的所有终端中只有终端1能发送数据。这样就有效的避免了隐藏站点的问题。
但如果这个隐藏站点在网络吞吐量上拥有较小的冲突，那么激活RTS/CTS可能会对吞吐量造成负面影响。所以除非怀疑无线单元内含有隐藏结点，否则对于大多数网络，不需要启用RTS/CTS或谨慎设置RTS/CTS阀值。如联信永益的AP支持的RTS/CTS阀值范围是0～2347字节。如果设置为2347（默认设置），则将禁用RTS/CTS机制。如果设置为0，RTS/CTS机制将应用于所有的数据包。如果设置为0－2347之间的某个值，访问点将对大于或等于制定大小的数据包使用RTS/CTS机制。
在分布式系统中，也存在类似“隐藏节点”的问题。在现网中的一些热点中，一个AP覆盖范围可以达到1至2个楼面，与AP关联的终端之间有时候不能正常检测到其他终端发出的信息，造成拥塞。所以，建议开启RTS/CTS功能，或者采用单独布点解决上述问题。
1.3.4 网外WLAN干扰
由于WLAN所在2.4G频段为开放频段，单位个人都可以在此频段上架设WLAN射频设备。因此，在许多区域存在多张WLAN网络。
在同一区域部署多张WLAN网络时缺少协调，那么出现同、邻频干扰的可能性很大，会对双方的网络吞吐量造成负面影响。其中，同频干扰对于网络的影响最为恶劣。
我们对同频干扰造成的负面影响进行了测试。测试时，两个同频的AP处于全重叠覆盖状态（见3.6.1），其中AP2定义为干扰AP。AP工作在802.11g模式，网络通过AP向终端发生数据。试验共分为三个部分：
第一， AP1处于工作状态，AP2处于关闭状态，终端接入AP1。试验过程中，不断增加接入终端的数量，观察网络整体吞吐量的变化。
第二， AP1与AP2都处于工作状态，终端接入AP1。试验过程中，不断增加接入终端的数量，观察网络整体吞吐量的变化。
第三， AP1与AP2都处于工作状态，终端平分接入两个AP。试验过程中，不断增加接入终端的数量，观察网络整体吞吐量的变化。

图8.3-9 同频干扰试验结果
试验环境
网络整体吞吐量下降情况（终端数量=10）
单AP环境
10.20%
同频双AP环境（终端接入一个AP）
15.99%
同频双AP环境（两个AP下的终端数量差值在一个以内）
21.88%
表8.3-3 同频干扰试验结果
试验结论：
Ø 工作在同一信道的多个WLAN设备将共享这一信道的带宽资源。
Ø 随着接入终端数的增加，网络的整体吞吐量逐渐下降。
Ø 若干同频AP覆盖范围重叠（AP下都有终端关联），网络整体吞吐量会发生严重下降现象。
1.3.5 外部干扰
外部干扰包括微波炉、蓝牙设备、数字无绳电话、视频监控系统、屏蔽器等工作在WLAN频段上的设备。我们利用了airm